球磨机优化运行的理论建立起来的。料位是指球磨机运行时的载料量，即磨煤机内煤的体积减去钢球所占容积之比。这种监控系统的目的不在于精确地测量料位，而在于通过自动控制使球磨机运行在最佳的料位下。监控系统的核心设备是 TCS-200 球磨机料位监控装置，该装置是基于最先进的 MCS-96 系列单片机的智能型装置。
通过安装在球磨机罐体外的音频传感器接收罐体的噪音，传感器将接收的罐体噪音信号输入装置的音频电路进行预处理，通过 A/D 转换变为数字信号，单片机的微处理器对数字信号进行处理，得到料位的标征量，实现料位的测量，且很好地解决了抗干扰问题，因此测量结果不受周围环境噪音的影响。装置输出控制信号给给料机控制执行机构，控制给料机给料速度，实现给料自动。并通过特有的自寻优功能实现球磨机料位定值、最大出力或最经济运行。同时该装置还具有料位及相关量的越限报警功能，使系统十分可靠。
当手操器在手动装置时，装置处于手动方式，给料速度由运行人员用手操器给定。当手操器在自动方式时，装置处于自动方式。
通常使用两种自动方式：一是最经济自寻优控制，通过面板可以设置最经济出力控制方式，在球磨机和给料机均处于合闸状态时，将手操器切到自动位置，系统即进入相应的自寻优控制方式，即球磨机在不同物料质地、湿度线度，随时保持最佳料位，使球磨机运行在最经济状态，最经济状态是指出力与电耗之比最大，即制粉电耗最小。二是料位定值控制，通过面板可以设置料位定值控制方式、给定值、PID 方式和 PID 参数，在球磨机和给料机均处于合闸状态时，将手操器切到自动位置，系统即进入料位定值控制方式。
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